專利名稱：：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及到一種半導(dǎo)體器件及半導(dǎo)體的制造方法。具體來說，本發(fā)明涉及到一種在制造半導(dǎo)體器件的方法中減少互連材料(導(dǎo)體)的方法。
背景技術(shù)：
：正如公開號(hào)為2004-71956的日本尚未審核的專利申請(qǐng)所描述的，通過蝕刻步驟，灰化步驟和沖洗步驟，暴露的互連的銅(Cu)很易被氧化。一般來說，作為在互連層上發(fā)泡步驟的預(yù)處理，在用還原性氣體，包含NH3及類似惰性氣體加熱襯底的狀態(tài)下實(shí)施還原處理，以達(dá)到除去銅(Cu)互連的氧化部分，或使用氬(Ar)等離子的濺射法除去銅氧化物。然而，當(dāng)使用還原性氣體和惰性氣體在加熱的情況下實(shí)施還原操作時(shí)，含有以氟和碳作為主要元素的層間絕緣膜會(huì)被破壞。當(dāng)實(shí)施使用氬(Ar)的濺射法時(shí)，飛濺出來的銅堆積在層間絕緣膜的側(cè)壁上，其導(dǎo)致器件性能的惡化。另外，氬(Ar)對(duì)銅有一個(gè)低的能量轉(zhuǎn)移效率，因此，不能夠有效除去銅的氧化物(CuO或Cu20)。另一方面，氬(Ar)對(duì)特別是氟和碳有一個(gè)高的能量轉(zhuǎn)移效率，而后者組成了層間絕緣膜，因此，存在這樣一個(gè)問題，即氬(Ar)會(huì)破壞層間絕緣膜。在還原處理之后進(jìn)行的阻擋層形成過程中，經(jīng)常會(huì)使用濺射成膜技術(shù)(PVD)。但是，濺射法導(dǎo)致的釋放，會(huì)對(duì)層間絕緣膜的側(cè)壁產(chǎn)生更大的破壞。綜上所述，需要改進(jìn)對(duì)互連的還原處理技術(shù)，使對(duì)層間絕緣膜的破壞減到最小。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及到一種半導(dǎo)體器件的制造方法(包含雙鑲嵌結(jié)構(gòu)及類似方法)。在一種半導(dǎo)體器件的制造方法中，在埋有導(dǎo)體的第一層間絕緣膜上形成第二個(gè)層間絕緣膜。當(dāng)導(dǎo)通孔和互連槽在區(qū)域周圍形成，導(dǎo)體通常就暴露在空氣中，并因此而被氧化。所以，還原處理是需要的。本發(fā)明的特色之一就是與還原處理有關(guān)，并且，本發(fā)明是以包含一個(gè)對(duì)氧化的導(dǎo)體吹有機(jī)硅垸氣體和氫氣的步驟為特征的。本發(fā)明的描述如下，艮P:本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)可能是一種在襯底上有導(dǎo)體和絕緣膜的半導(dǎo)體器件的制造方法，該方法包含在襯底上設(shè)置導(dǎo)體并在導(dǎo)體上形成絕緣膜，除去導(dǎo)體上的絕緣膜并吹有機(jī)硅烷氣體和氫氣以還原導(dǎo)體上的氧化區(qū)域的步驟。當(dāng)通過上述方法制造半導(dǎo)體器件時(shí)，可能可以還原氧化的互連，同時(shí)使對(duì)層間絕緣膜側(cè)壁的破壞減到最小，對(duì)導(dǎo)通孔和互連槽的破壞也減到最小。具體來說，如果將碳氟化合物膜用作層間絕緣膜，上述方法是更有效的，因?yàn)樘挤衔锬?duì)還原處理所引起的破壞只有很微弱的抵抗。通過對(duì)層間絕緣膜的破壞最小化，在導(dǎo)體和層間絕緣膜之間的粘性也得到了提高，因此，能夠生產(chǎn)一種高度可靠的半導(dǎo)體器件。吹氣步驟可能進(jìn)一步包含通過使用微波來激活有機(jī)硅垸氣體和氫體的步驟。這個(gè)方法可以應(yīng)用到半導(dǎo)體器件的制造方法中。例如，即使還原處理能夠在低溫情況下進(jìn)行，通過微波來激活的氣體能有效還原互連材料的氧化部分。例如，當(dāng)使用對(duì)熱敏感的層間絕緣膜時(shí)這個(gè)方法也是有效的。吹氣步驟可能在將襯底溫度提高至150攝氏度到350攝氏度之間后，吹有機(jī)硅烷氣體和氫氣。通過在半導(dǎo)體器件的制造方法中應(yīng)用該方法，和其他僅僅將有機(jī)硅烷氣體和氫體吹向互連材料的氧化部分的方法相比較，該方法可能更有效地還原氧化部分。吹氣步驟可能在將襯底溫度提高至150攝氏度到300攝氏度之間后，吹有機(jī)硅烷氣體和氫氣。通過在半導(dǎo)體器件的制造方法中應(yīng)用該方法，和其他僅僅將有機(jī)硅烷氣體和氫體吹向互連材料的氧化部分的方法相比較，該方法可能更有效地還原氧化部分。有機(jī)硅烷氣體可以是一種甲基硅垸氣體(Si(CH3)x)。有機(jī)硅烷氣體可以是一種單甲基硅烷氣體，或一種二甲基甲硅烷氣體，或一種三甲基硅烷氣體，或一種四甲基硅烷氣體等類似氣體。在吹氣步驟中可以包含在吹有機(jī)硅垸氣體后吹氫氣的步驟?？梢杂煤~的材料制作導(dǎo)體。絕緣膜可以是碳氟化合物膜或SiCN膜。本發(fā)明的另一特征可能是在襯底上有多層絕緣層的半導(dǎo)體器件的制造方法，包含在多層絕緣膜里設(shè)置一個(gè)導(dǎo)體，除去一部分多層絕緣膜，并且當(dāng)由于除去部分多層絕緣膜或清洗絕緣膜，導(dǎo)體被氧化的時(shí)侯，通過吹有機(jī)硅烷氣體和氫氣來還原導(dǎo)體上的氧化部分的步驟。當(dāng)通過上述方法制造半導(dǎo)體器件時(shí)，可能會(huì)還原氧化的互連，同時(shí)使對(duì)層間絕緣膜側(cè)壁的破壞減到最小，對(duì)導(dǎo)通孔和互連槽的內(nèi)壁破壞也減到最小。具體來說，如果將碳氟化合物膜等用作層間絕緣膜，上述方法是更有效的，因?yàn)樘挤衔锬?duì)還原處理所引起的破壞只有很微弱的抵抗。通過對(duì)層間絕緣膜的破壞最小化，在導(dǎo)體和層間絕緣膜之問的粘性也得到了提高，因此，能夠生產(chǎn)一種高度可靠的半導(dǎo)體器件。除去步驟可以包含形成一個(gè)貫通多層的開口的步驟。這個(gè)方法包含在還原導(dǎo)體氧化部分之后，在開口里形成阻擋層的步驟。這個(gè)阻擋層可以用鉭(Ta)或/和氮化鉭(TaN)制作。這個(gè)阻擋層也可以用鈦(Ti)或/和氮化鈦(TiN)制作。這個(gè)方法包含在形成阻擋層之后，在開口里形成另一個(gè)導(dǎo)體的步驟。多層絕緣膜可以用兩種不同的絕緣膜制作。本發(fā)明的另一特征是半導(dǎo)體器件的制造方法，所使用的方法包含在襯底上形成植有導(dǎo)體的層間絕緣膜、在導(dǎo)體和層間絕緣膜上形成蝕刻停止層、除去靠近導(dǎo)體的蝕刻停止層，以及對(duì)導(dǎo)體吹有機(jī)硅烷氣體和氫氣的步驟。當(dāng)通過上述方法制造半導(dǎo)體器件時(shí)，可能還原氧化的互連，同時(shí)使對(duì)層間絕緣膜側(cè)壁的破壞減到最小，對(duì)導(dǎo)通孔和互連槽的內(nèi)壁破壞也減到最小。具體來說，如果將碳氟化合物膜等用作層問絕緣膜，上述方法是更有效的，因?yàn)樘挤衔锬?duì)還原處理所引起的破壞只有很微弱的抵抗。通過對(duì)層間絕緣膜的破壞最小化，在導(dǎo)體和層間絕緣膜之間的粘性也得到了提高，因此，能夠生產(chǎn)一種高度可靠的半導(dǎo)體器件。本方法可以包含在形成蝕刻停止層后，在蝕刻停止層上形成另一個(gè)層間絕緣膜的步驟。本方法可以包含在除去蝕刻停止層前，形成一個(gè)貫穿層間絕緣膜的開口的步驟。吹氣步驟可以包含通過使用微波來激活有機(jī)硅烷氣體和氫氣的步驟。把該方法應(yīng)用在半導(dǎo)體器件的制造方法中，與其他方法中僅僅使用有機(jī)硅烷氣體和氫氣吹向互連材料的氧化部分相比較，可以更有效還原氧化部分。吹氣步驟可能在將襯底溫度提高至150到350攝氏度之間后，吹有機(jī)硅垸氣體和氫氣。在半導(dǎo)體器件的制造方法中通過應(yīng)用該方法，和其他僅僅將有機(jī)硅烷氣體和氫體吹向互連材料的氧化部分的方法相比較，該方法可能更有效地還原氧化部分。有機(jī)硅垸氣體可以是一種三甲基硅烷氣體。本方明另一特征是一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其包含在襯底上形成多個(gè)互連層的步驟，該步驟包含一個(gè)向互連層之間的連接部分吹有機(jī)硅垸氣體和氫氣步驟。吹氣步驟進(jìn)一歩包含在有機(jī)硅烷氣體和氫氣中使用微波的步驟。這個(gè)吹氣步驟可以在將襯底溫度提高至150攝氏度到350攝氏度后，吹有機(jī)硅烷氣體和氫氣。當(dāng)通過上述方法制造半導(dǎo)體器件吋，可能會(huì)還原氧化的互連，同時(shí)使對(duì)層間絕緣膜側(cè)壁的破壞減到最小，對(duì)導(dǎo)通孔和互連槽的內(nèi)壁破壞也減到最小。具體來說，如果將碳氟化合物膜等用作層間絕緣膜，上述方法是更有效的，因?yàn)樘挤衔锬?duì)還原處理所引起的破壞只有很微弱的抵抗。通過對(duì)層間絕緣膜的破壞最小化，在導(dǎo)體和層間絕緣膜之fiij的粘性也得到了提高，因此，能夠生產(chǎn)一種度可靠的半導(dǎo)體器件。圖1根據(jù)本發(fā)明說明在制造一種半導(dǎo)體器件的方法中的一個(gè)步驟。圖2根據(jù)本發(fā)明說明在制造一種半導(dǎo)體器件的方法中的一個(gè)步驟。圖3根據(jù)本發(fā)明說明在制造一種半導(dǎo)體器件的方法中的一個(gè)步驟。圖4根據(jù)本發(fā)明說明在制造一種半導(dǎo)體器件的方法中的一個(gè)步驟。圖5根據(jù)本發(fā)明說明在制造一種半導(dǎo)體器件的方法中的一個(gè)步驟。圖6根據(jù)本發(fā)明說明在制造一種半導(dǎo)體器件的方法中的一個(gè)步驟。圖7根據(jù)本發(fā)明說明在制造一種半導(dǎo)體器件的方法中的一個(gè)步驟。圖8根據(jù)本發(fā)明說明在制造一種半導(dǎo)體器件的方法中的一個(gè)步驟。圖9根據(jù)本發(fā)明說明在制造一種半導(dǎo)體器件的方法中的一個(gè)步驟。圖10根據(jù)本發(fā)明說明用于制造一種半導(dǎo)體器件的一種制造用的器件。圖11根據(jù)本發(fā)明說明用于制造一種半導(dǎo)體器件的另一種制造用的器件。圖12說明XPS分析結(jié)果，以還原處理中的氧化銅為例。圖13說明XPS分析結(jié)果，以還原處理中的氧化銅為例。圖14說明XPS分析結(jié)果，以還原處理中的氧化銅為例。圖15說明FT-IR分析結(jié)果，以還原處理中的氧化銅為例。圖16說明FT-IR分析結(jié)果，以還原處理中的氧化銅為例。圖17說明FT-IR分析結(jié)果，以還原處理中的氧化銅為例。具體實(shí)施方案首先，將解釋一種本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法。作為一種方法，例如常規(guī)的雙鑲嵌和單鑲嵌等類似方法可以使用。具體地說，本發(fā)明的方法包含以下步驟。1)在襯底上形成第一層間絕緣膜，在第一層間絕緣膜中內(nèi)嵌一個(gè)導(dǎo)體；2)在第一層間絕緣膜和該導(dǎo)體上形成一個(gè)蝕刻停止層；3)在蝕刻停止層上形成第二層間絕緣膜和一個(gè)蓋層；4)形成一個(gè)貫穿第二層間絕緣膜和蓋層的一個(gè)導(dǎo)通孔和一個(gè)互連槽；5)通過蝕刻來除去蝕刻停止層；6)用有機(jī)硅烷氣和和氫氣吹向暴露在外面的導(dǎo)體的表面以及導(dǎo)通孔和互連槽的側(cè)壁；7)在導(dǎo)通孔和互連槽的側(cè)壁形成了一個(gè)阻擋層；8)對(duì)導(dǎo)通孔和互連槽上設(shè)置一個(gè)導(dǎo)體；并且9)用CMP對(duì)導(dǎo)體以及蓋層進(jìn)行拋光，使得僅留下在導(dǎo)通孔和互連槽中的導(dǎo)體。下面，參考圖1至圖9，將對(duì)上述每個(gè)步驟進(jìn)行具體描述。圖1根據(jù)本發(fā)明說明一種半導(dǎo)體器件的制造方法中的一個(gè)步驟。在圖1中，在襯底1上形成第一層間絕緣膜2，并且導(dǎo)體3被嵌入到第一層間絕緣膜2中。此外，在第一層間絕緣膜2和導(dǎo)體3上形成一個(gè)蝕刻停止層4。例如，可用CVD(化學(xué)氣相沉積)方法形成第一層間絕緣膜2。當(dāng)使用CVD方法時(shí)，第一層間絕緣膜2的厚度可約為100納米到300納米。例如，作為第一層間絕緣膜2可以使用氧化硅(S瓜)、氮化硅(Si美)、SiCN，SiON、SiC0H、CHx、CFy等等。同時(shí)，例如，導(dǎo)體最好是山以一個(gè)或多個(gè)金屬原子作為主要成分的導(dǎo)電材料做成。導(dǎo)體的主要成分最好是锏。當(dāng)以銅作為導(dǎo)體時(shí)，可以得到一個(gè)低電阻的互連。也可以用其它材料用作導(dǎo)體，如鋁等材料。在這里，當(dāng)整個(gè)導(dǎo)體定義為100%時(shí)，"主要成分"可能意味著構(gòu)成該導(dǎo)體的元素不少于導(dǎo)體的50%。為了制作導(dǎo)體3，可使用濺射法、電鍍法或非電鍍法等方法。同時(shí)，例如CVD法可用于形成蝕刻停止層4。作為停止層的材料可以用如氧化硅(Si02)、氮化硅(SiXNY)、碳化硅(SiC)、SiCN、SiON，SiCO、SiC0H等材料。當(dāng)使用SiCN作為蝕刻停止層4的材料時(shí)，甲烷和硅垸、一甲基硅垸(醒S)、二甲基硅烷(DMS)、三甲基硅烷(TMS)、四甲基硅烷(TMS)和硅氮烷等都可用作該層的形成氣體。也可使用這些氣體的混合體。除了上述這些氣體外，氮(N2)和氨(NH3)等類似氣體也可用作該層的形成氣體。蝕刻停止層的厚度大約是在5納米到60納米范圍。接著解釋圖2。圖2根據(jù)本發(fā)明，說明一種半導(dǎo)體器件制造方法中的一個(gè)步驟。圖2說明在圖1所示的蝕刻停止層4上進(jìn)一步形成第二層間絕緣膜5的步驟。例如，可以使用CVD等方法形成第二層間絕緣膜。例如，氧化硅(Si02)、氮化硅(SixNY)、碳化硅(SiC)、SiCN、SiON、SiC0、SiC0H、CHx和CFx等可用作第二層間絕緣膜。第二層間絕緣膜最好是如由碳原子(C)和氟原子(F)組成的化合物即碳氟化合物膜。這里所使用的例如碳氟化合物膜，可能就是由碳原子和氟原子按1:1組成的CF膜。另外，CF膜中可含有不低于膜的組成的95呢的碳原子和氟原子，也就是說其它成分不得超過膜的5%。當(dāng)以CVD法來形成碳氟化合物膜作為第二層間絕緣膜時(shí)，C2F4、C2F6、C3F8、C4F8、C5F8、C6H6、CH2FjtlCHF:,等可以用作原材料氣體(一種成膜氣體)。成形的碳氟化合物膜可以包含部分氫氣。在這種情況下，不論是平行板型的CVD設(shè)備還是采用使用了RLSA(徑向縫天線)的微波等離子體的CVD設(shè)備，都可以被使用。第二層間絕緣膜的厚度最好在70納米到280納米之間。接著說明圖3。圖3根據(jù)本發(fā)明，說明一種半導(dǎo)體器件制造方法中的一個(gè)步驟。圖3說明在圖2所示的第二層間絕緣膜5上形成蓋層6的步驟。同時(shí)，可用CVD方法作為形成蓋層6的一個(gè)方法?？墒褂萌缪趸?Si02)、氮化硅(SixNy)、碳化硅(SiC)、SiCN、SiON、SiC0、SiCHO等作為蓋層6的材料。當(dāng)用SiCN作為制造蓋層6的材料時(shí)，甲烷和硅垸、一甲基硅烷(醒S)、二甲基硅烷(DMS)、三甲基硅垸(頂S)、四甲基硅烷(TMS)和硅氮垸等可用作該層的形成氣體。也可使用這些氣體的混合物。除上述的氣體外，可加入氮?dú)?N2)和氨氣(NH3)等氣體用作該層的形成氣體。蓋層6的厚度大約在30納米到60納米之間。盡管蝕刻停止層4和蓋層6可以使用類似的材料，彼此可允許采用相同或不同的材料。在形成下文討論的導(dǎo)通孔和互連槽的圖形工藝中，蓋層6可用作第二層間絕緣膜的硬掩膜。進(jìn)而，在導(dǎo)體被填充到導(dǎo)通孔和互連槽之后，實(shí)施CMP的過程中，蓋層6可用作一個(gè)蝕刻停止層。而且，當(dāng)導(dǎo)體被填充時(shí)，蓋層6能防止導(dǎo)體從上表面擴(kuò)散進(jìn)入第二層間絕緣膜。接著解釋圖4。圖4根據(jù)本發(fā)明，說明一種造半導(dǎo)體器件的制造方法中的一個(gè)步驟。圖4說明形成貫穿圖3所示的蓋層6和第二層間絕緣膜5的導(dǎo)通孔和互連槽的步驟。具體地說，在該步驟中，具體而言，在蓋層6上形成一個(gè)在預(yù)定區(qū)域有開口的掩膜。例如，可用抗蝕劑作掩膜。然后，通過蝕刻第二層間絕緣膜5和蓋層6來形成導(dǎo)通孔和互連槽7。例如，蝕刻過程可通過濕蝕刻或干蝕刻來實(shí)施。接著解釋圖5。圖5根據(jù)本發(fā)明說明一種半導(dǎo)體器件的制造方法中的一個(gè)步驟。圖5說明由圖4所示的導(dǎo)通孔和互連槽形成后，進(jìn)一步通過蝕刻過程來清賒暴露的蝕刻停止層4的步驟。例如，蝕刻過程可通過濕蝕刻或干蝕刻進(jìn)行。當(dāng)實(shí)施該步驟時(shí)，導(dǎo)體3外露并暴露于空氣中。因此，導(dǎo)體8的部分表面被氧化，形成CuO和Cu20。通過蝕刻過程，蝕刻停止層4被除去后，通常要實(shí)施清洗步驟。在該步驟中，導(dǎo)體也通常暴露于空氣中。因此，導(dǎo)體8的部分表面被氧化，形成CuO和Cu20。接著說明圖6。圖6根據(jù)本發(fā)明說明一種半導(dǎo)體器件的制造方法中的一個(gè)步驟。圖6說明向在圖5中所示形成的導(dǎo)通孔和互連槽吹有機(jī)硅烷氣和氫氣的步驟。由于圖5所示的步驟中，導(dǎo)體的部分表面被氧化，氧化的部分需要被還原。因此要進(jìn)行該步驟。具有分層結(jié)構(gòu)的第二層間絕緣膜5,通常具有較弱的抗損力。當(dāng)使用常規(guī)的還原處理時(shí)，暴露在導(dǎo)通孔和互連槽中的第二層間絕緣膜，蝕刻停止層的側(cè)壁和蓋層會(huì)受損。然而，如果實(shí)施如圖6所示的還原處理，就可能完全還原氧化部分8，且不會(huì)損壞第二層間絕緣膜、蝕刻停止層的側(cè)壁和蓋層。而且，當(dāng)使用圖6所示的還原處理時(shí)，可獲得改良第二層間絕緣膜的效果。例如，如果第二層間絕緣膜是碳氟化合物膜，通過還原處理，第二層間絕緣膜側(cè)壁內(nèi)的CR和CF3被變?yōu)镃-C鍵和C-CH3鍵，且因此，第二層間絕緣膜的側(cè)壁得到改良。這種改進(jìn)可增強(qiáng)粘合性和阻隔性。當(dāng)有機(jī)硅烷氣體和氫氣吹向?qū)缀突ミB槽時(shí)，導(dǎo)通孔和互連槽內(nèi)的溫度可能升到一個(gè)預(yù)定的溫度。預(yù)定的溫度在150攝氏度到350攝氏度之間，且溫度在150攝氏度到300攝氏度之間則更好。在實(shí)施吹氣步驟中，溫度被提升，能更有效地還原氧化部分。當(dāng)預(yù)設(shè)的溫度超過350攝氏度后，最好別再向?qū)缀突ミB槽內(nèi)吹氣，因?yàn)榧訜嵊惺箤?dǎo)體(例如銅)變形的風(fēng)險(xiǎn)。預(yù)設(shè)的溫度最好等于或小于300攝氏度左右。如果在300攝氏度左右實(shí)施吹氣，層間絕緣膜的粘合性能進(jìn)一步增強(qiáng)。另一方面，當(dāng)考慮到層間絕緣膜所能承受熱負(fù)荷時(shí)，最好在大約150攝氏度到300攝氏度之間實(shí)施吹氣處理過程。另外，當(dāng)有機(jī)硅烷氣和氫氣吹向?qū)缀突ミB槽時(shí)，不論是有機(jī)硅烷氣體或氫氣或兩者的混合氣體，都能經(jīng)過等離子輔助工藝處理。含有等離子工藝的吹氣步驟，能更有效地還原氧化部分。通常由激發(fā)氬等離子后再引入有機(jī)硅烷氣(TMS等)來實(shí)施等離子輔助工藝。假如所使用的層間絕緣膜對(duì)熱敏感，有必要在低溫狀態(tài)下實(shí)施還原過程。在此情況下，使用等離子處理的還原過程，在不提升溫度下能獲得有效還原處理效果。當(dāng)氣體被激發(fā)為離子時(shí)，例如，可以使用帶有RLSA(徑向縫天線)的平板型的等離子發(fā)生器或微波等離子發(fā)生器。假如使用微波等離子發(fā)生器，能盡可能使進(jìn)行還原處理沒有損傷，因?yàn)榘l(fā)生器在低能量的情況下獲得等離子。同時(shí)，有機(jī)硅烷氣和氫氣既可同時(shí)也可分開吹向?qū)缀突ミB槽。例如，氫氣可在有機(jī)硅垸氣體吹過后再吹。在這種情況下，例如，可在有機(jī)硅烷氣體吹過約幾分鐘(大約3分鐘)后再吹氫氣。也可以，氫氣吹過后再吹有機(jī)硅垸氣。用于吹氣步驟的有機(jī)硅烷氣的種類可包含但不限于如甲基硅烷(如一甲基硅烷、二甲基硅烷、三甲基硅烷和四甲基硅垸等)和硅氮烷(甲基硅氮烷乙基硅氮烷等)。使用三甲基硅氮垸是最有效的?？墒褂靡环N有機(jī)硅垸氣，也可使用多種有機(jī)硅烷氣的混合氣體。下面說明圖7。圖7根據(jù)本發(fā)明，說明半導(dǎo)體器件的制造方法中的一個(gè)步驟。圖7說明在由圖6所示的吹氣步驟后，在導(dǎo)通孔和互連槽內(nèi)形成阻擋層9的步驟?？赏ㄟ^如濺射法形成阻擋層9。在這里，阻擋層是沿著導(dǎo)通孔和互連槽的壁表面和蓋層的表面形成。在導(dǎo)通孔和互連槽的內(nèi)壁表面形成阻擋層，并且作為阻擋物，防止構(gòu)成導(dǎo)體的原子進(jìn)入層間絕緣膜。再者，阻擋層起到增強(qiáng)導(dǎo)體和第二層間絕緣膜之間的粘著性的作用。而且，阻擋層能起到防止包含在導(dǎo)體中的金屬材料擴(kuò)散到第二層間絕緣膜內(nèi)的作用。可以使用高熔點(diǎn)金屬或高熔點(diǎn)金屬化合物來作為阻擋層。具體來說，Ta、TaN、Ti和TiN等可用作阻擋層。阻擋層的厚度最好在3納米到15納米之間。另外，阻擋層可是單獨(dú)一層也可是疊層。例如，如果Ta和TaN重疊，具有高阻擋性的Ta被用作襯層，和銅具有高粘附性的TaN被用作頂層，因此得到的阻擋層具有高阻擋性和高粘附性。另外，阻擋層是一個(gè)包含一種金屬原子的層。阻擋層可僅由金屬原子構(gòu)成，或可以包含除了金屬原子外的其它非金屬原子。阻擋層可只含有一種原子，也可包含多種金屬原子。如果形成阻擋層，可有效防止導(dǎo)體(Cu等)擴(kuò)散進(jìn)入層間絕緣膜(CFx等)。而且，阻擋層還具有增強(qiáng)導(dǎo)體和層間絕緣膜之間的粘著性的其它功能。接著說明圖8。圖8根據(jù)本發(fā)明，說明半導(dǎo)體器件的制造方法中的一個(gè)步驟。圖8說明在導(dǎo)通孔和互連槽內(nèi)形成阻擋層后引入一個(gè)導(dǎo)體10的步驟。在這里，形成導(dǎo)體10是為了填充導(dǎo)通孔和互連槽并蓋住阻擋層表面。導(dǎo)體最好是以銅作為主要成分。當(dāng)銅被用作導(dǎo)體時(shí)，可獲得一個(gè)低電阻的互連。也可以使用如鋁等其它材料的作為導(dǎo)體。"主要成分"可能意味著，當(dāng)整個(gè)導(dǎo)體定義為100%時(shí)，構(gòu)成該導(dǎo)體的該元素不少于總體的50%?？捎脗鹘y(tǒng)的方法來形成該導(dǎo)體。可以使用濺射法、電鍍法或非電鍍法等方法。接下來說明圖9。圖9根據(jù)本發(fā)明說明半導(dǎo)體器件的制造方法中的一個(gè)步驟。圖9說明在引入導(dǎo)體10之后，清除導(dǎo)體和阻擋層直到暴露蓋層上層表面。例如，導(dǎo)體和蓋層可通過CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)方法來去除。前文描述的這些步驟，包含蝕刻、清洗、吹氣和形成阻擋層等可使用不同的設(shè)備來實(shí)施。在這種情況下。當(dāng)帶導(dǎo)體的襯底被從一個(gè)步驟轉(zhuǎn)移到另一個(gè)步驟時(shí)，導(dǎo)體會(huì)暴露在空氣中。因此導(dǎo)體8的部分表面將很容易被氧化成CuO和Cu20。所以，從防止導(dǎo)體表面被氧化的觀點(diǎn)出發(fā)，最好在真空狀態(tài)下操作每個(gè)步驟。具體地說，如圖10和圖11所示，通過保持襯底所處的真空狀態(tài)，在真空狀態(tài)下進(jìn)行吹氣和形成阻擋層，來防止導(dǎo)體表面被氧化是可能的。即在圖10中，在制造過程中的半導(dǎo)體器件襯底連續(xù)地經(jīng)過一個(gè)用于實(shí)施TMS吹氣步驟的處理空間20和一個(gè)用于形成阻擋層步驟的處理空間21。因此，在整個(gè)過程中，通過把半導(dǎo)體器件放置于真空中，可保護(hù)暴露于空氣中的導(dǎo)體。如圖10所示一個(gè)儀器，由用作真空處理的一個(gè)任意的真空處理室22、一個(gè)構(gòu)成該儀器的傳遞模塊26、一個(gè)臂25、一個(gè)進(jìn)樣模塊27、一個(gè)裝載模塊28、一個(gè)裝載口29、閘閥23和FOUP(前開式晶圓傳遞盒)30構(gòu)成。另一方面，圖11說明圖10所示儀器的一部分的狀態(tài)是可以改變的。圖11說明，依照在第一空間20的半導(dǎo)體器件制作程序中實(shí)施TMS吹氣步驟之后，襯底通過可在減壓的空氣中被控制的傳遞模塊傳遞，然后在下一個(gè)空間21內(nèi)形成阻擋層。在圖11中的箭頭給出了制造過程中的半導(dǎo)體器件的移動(dòng)順序。圖11說明，首先半導(dǎo)體器件被傳遞到空間20，在那里進(jìn)行吹氣步驟，然后在空間21進(jìn)行形成阻擋層。在實(shí)施這些步驟期間，襯底最好一直保持在真空中。而且，如其它方法，在一個(gè)小時(shí)之內(nèi)，保持真空狀態(tài)下，由FOUP在TMS吹氣處理設(shè)備和形成隔離層設(shè)備之間傳遞，可防止表面被氧化。而且，在圖10和圖11中，在儀器中可用任意容器設(shè)備來形成真空。如前文所述，按照前文所說的步驟，根據(jù)本發(fā)明可制造用于制造半導(dǎo)體器件的儀器。而且如果需要，可通過重復(fù)前面描述的步驟，形成多層互連。接著，依據(jù)圖12到圖17，將解釋通過使用三甲硅垸(TMS)氣體還原的氧化銅互連試驗(yàn)結(jié)果。圖12到圖14說明XPS分析結(jié)果，該分析以實(shí)施了還原處理的銅的氧化物為樣品。在圖12到圖14所示的第1到第8的測(cè)量條件由下面的表1給出。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>圖12說明XPS(0ls)的分析結(jié)果，該分析是在按第4至第8號(hào)樣品處理?xiàng)l件下實(shí)施的。參照?qǐng)D12，定位在上線的五個(gè)圖顯示銅表面的檢測(cè)結(jié)果。部分五線圖被一個(gè)圓圈住。根據(jù)有關(guān)該部分的數(shù)據(jù)，來驗(yàn)證樣品表面是否存在氧化物。在第4至第7號(hào)樣品處理?xiàng)l件下，當(dāng)使用TMS氣體或氫氣處理銅氧化物時(shí)，在銅表面沒有檢測(cè)出氧化物。另一方面，在第8號(hào)樣品處理?xiàng)l件下沒有進(jìn)行任何處理，在銅的表明檢測(cè)出銅的氧化物。同時(shí)，圖13說明XPS(硅2p)分析結(jié)果，該分析是在第4至第8號(hào)樣品處理?xiàng)l件下實(shí)施的。參照?qǐng)D13，定位在上線的五個(gè)圖，通過Si2P光譜分析，顯示可能黏附在銅表面上的硅是否存在的檢測(cè)結(jié)果。5個(gè)圖中有4個(gè)圖被圈出。根據(jù)有關(guān)該部分的數(shù)據(jù)，可以看出沒有檢測(cè)出Si2P光譜，且每個(gè)樣品表面沒有發(fā)現(xiàn)由TMS吹氣引起的硅。圖14說明XPS(0ls)分析和XPS(Si2p)分析結(jié)果的概要，該概要是在第4、第7和第8號(hào)樣品處理?xiàng)l件下實(shí)施的。結(jié)果和圖12和圖13所示相同。接著解釋圖15至圖17。圖15至圖17顯示FT-IR分析結(jié)果，該分析是把實(shí)施還原處理的銅的氧化物作為樣品。圖15至圖17所示的第1到第3號(hào)測(cè)量條件如表2所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>注STG代表襯底保溫階段。圖15至圖17，每一個(gè)圖分別說明氣體退火處理前的吸收光譜，氣體退火處理之后的吸收光譜，以及前后吸收光譜的不同。對(duì)于圖15至圖17，通常可以觀察出在氣體退火處理前和氣體退火處理后的吸收光譜的吸收值不同。因此，可以證明通過氣體退火處理，用作樣品的銅氧化物被還原了。參考上述大量的圖表，已詳細(xì)描述本發(fā)明，很明顯，本發(fā)明不限于此，并且,只要該實(shí)施方案屬于本發(fā)明的必要部分，不管實(shí)施方案如何付諸于實(shí)踐，都屬于本發(fā)明范疇的實(shí)施方案。工業(yè)實(shí)用性采用上述方法制造半導(dǎo)體器件能還原氧化的互連，同時(shí)對(duì)層間絕緣膜、導(dǎo)通孔及互連槽等的側(cè)壁損害盡可能地最小化。1權(quán)利要求1.一種在襯底上有一個(gè)導(dǎo)體和一層絕緣膜的半導(dǎo)體器件的制造方法，該方法包含以下步驟在該襯底上設(shè)置該導(dǎo)體，并在該導(dǎo)體上設(shè)置該絕緣膜；除去該導(dǎo)體上的該絕緣膜；并且吹有機(jī)硅烷氣體和氫氣，還原該導(dǎo)體上的氧化區(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述方法，其中的吹氣歩驟還包括把微波應(yīng)用于該有機(jī)硅烷氣體和該氫氣的步驟。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中的吹氣步驟是將該襯底的溫度提高到150攝氏度至350攝氏度之間后吹該有機(jī)硅垸氣體和該氫氣。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中的吹氣步驟是在將該襯底溫度提高到150攝氏度至300攝氏度之間后吹該有機(jī)硅烷氣體和該氫氣。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述方法，其中的有機(jī)硅烷氣體是甲基硅烷氣體。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述方法，其中的有機(jī)硅烷氣體是三甲基硅烷氣體。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述方法，其中的吹氣歩驟包括在吹該有機(jī)硅烷氣體之后吹該氫氣的步驟。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述方法，其中的導(dǎo)體是用一種含銅的材料制成。9.根據(jù)權(quán)利要求l所述方法，其中的絕緣膜是一種碳氟化合物膜或一種SiCN膜。10.—種襯底上有多層絕緣膜的半導(dǎo)體器件的制造方法，該方法包含以下步驟在該多層絕緣膜中設(shè)置一個(gè)導(dǎo)體；除去一部分多層絕緣膜；并且當(dāng)除去一部分該多層絕緣膜后，該導(dǎo)體被氧化時(shí)，通過吹有機(jī)硅垸氣體和氫氣來還原該導(dǎo)體上的氧化部分。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述方法，其屮的除去步驟包括形成一個(gè)貫穿多層的開口的步驟。12.根據(jù)權(quán)利要求ll所述方法，進(jìn)一步包括在還原該導(dǎo)體上氧化部分后，在該開口里形成一個(gè)阻擋層的步驟。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述方法，其中的阻擋層是由鉭(Ta)或/和氮化鉭(TaN)形成。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述方法，其中的阻擋層是由鈦(Ti)或/和氮化鈦(TiN)形成。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述方法，進(jìn)一步包括以下步驟在形成該阻擋層后，在該開口里設(shè)置另一個(gè)導(dǎo)體16.根據(jù)權(quán)利要求IO所述方法，其中的多層是用兩種不同的絕緣膜制成。17.—種使用包括以下步驟的半導(dǎo)體器件的制造方法在襯底上形成一個(gè)植有導(dǎo)體的層間絕緣膜；在該導(dǎo)體和該層間絕緣膜h形成一個(gè)蝕刻停止層；除去靠近該導(dǎo)體的該蝕刻停止層；并且向該導(dǎo)體吹有機(jī)硅垸氣體和氫氣。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件，進(jìn)一步包括以下步驟在形成該蝕刻停止層后，在該蝕刻停止層上形成另一個(gè)層間絕緣膜。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體器件，進(jìn)一步包括以下步驟在除去該蝕刻停止層之前，在該蝕刻停止層上形成一個(gè)貫穿該層間絕緣膜的開口。20.根據(jù)權(quán)利耍求17所述的半導(dǎo)體器件，其中的吹氣步驟進(jìn)一步包括在該有機(jī)硅烷氣體和該氫體中使用一種微波。21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件，其中的吹氣步驟是在將該襯底的溫度提高至150攝氏度到350攝氏度之間后，吹該有機(jī)硅烷氣體和該氫氣。22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件，其中的硅烷氣體是一種三甲基硅烷氣體。23.—種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成多個(gè)互連層，該步驟還包括對(duì)互連層之間的連接部分吹有機(jī)硅烷氣體和氫氣的步驟。24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中吹氣步驟還包括在該有機(jī)硅烷氣體和該氫氣中使用微波的步驟。25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中的吹氣步驟是在將該襯底溫度提高至150攝氏度到350攝氏度之間后，吹該有機(jī)硅烷氣體和該氫氣。全文摘要本發(fā)明是一種在襯底上有導(dǎo)體和絕緣膜的半導(dǎo)體器件的制造方法，該方法包括在該襯底上設(shè)置該導(dǎo)體、在該導(dǎo)體上形成該絕緣膜、除去該導(dǎo)體上的絕緣膜、以及吹有機(jī)硅烷氣體和氫氣來還原該導(dǎo)體上氧化區(qū)域的步驟，其中當(dāng)該絕緣膜被除去后，該導(dǎo)體上會(huì)形成該氧化區(qū)域。文檔編號(hào)H01L21/311GK101533799SQ20091011899公開日2009年9月16日申請(qǐng)日期2009年3月12日優(yōu)先權(quán)日2008年3月12日發(fā)明者松岡孝明申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社